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钢管混凝土拱桥调查及其脱空问题研究

作 者: 苏俊臣
导 师: 蒲黔辉
学 校: 西南交通大学
专 业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢管混凝土 拱桥 脱空 脱粘 不密实 数值分析
分类号: U448.22
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 95次
引 用: 6次
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内容摘要


本文首先对钢管混凝土拱桥桥例进行调查统计,包括该类桥梁在我国的建设趋势、技术水平和问题程度等,发现脱空现象是钢管混凝土的特有问题但又普遍存在,是大规模建设钢管混凝土拱桥背后的隐患,是急需得到深入研究并解决的问题;又对国内外钢管混凝土结构的理论研究和设计实践进行了收集归类,包括本构关系、相互作用、极限承载力的理论分析与设计计算等,发现对钢管混凝土脱空问题的研究目前是有统一的认识却无公认的结果,其成因研究大多为定性分析,影响研究大多是承载力验算,对策研究更是发展缓慢。基于上述现状,选取钢管混凝土脱空问题作为本论文研究对象,首先按产状、成因、影响的不同区分出第一类脱空和第二类脱空,分别定义为粘结界面脱粘引起的脱空和混凝土不密实引起的脱空;然后在成因研究中,第一类脱空则主要从材料、构造和工艺上定性进行分析,第二类脱空通过空间弹性增量理论、空间传热理论分别定量计算轴压、水化热冷缩、日照温差和收缩引起的脱粘变化过程;在影响研究中,分为仅第一类脱空、仅第二类脱空和两类脱空共同作用三种情况进行对比,提出了利用数值计算结果指导有限元计算的方法;在对策研究中,对钢管混凝土拱桥的检测方法、修补方法和防治方法分别进行了分类描述和适用判断。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 钢管混凝土拱桥脱空现象综述  10-33
  1.1 钢管混凝土拱桥建设现状  10-22
    1.1.1 桥例统计  11-18
    1.1.2 问题调查  18-20
    1.1.3 脱空现象  20-22
  1.2 钢管混凝土拱桥研究现状  22-33
    1.2.1 理论成果  22-26
    1.2.2 设计方法  26-30
    1.2.3 脱空研究  30-33
第2章 钢管混凝土脱空的成因  33-85
  2.1 轴压作用下脱粘  33-53
    2.1.1 推导轴压变形计算式  33-41
    2.1.2 本构关系选用  41-47
    2.1.3 初始参数选用  47-51
    2.1.4 计算程序及计算结果  51-53
  2.2 温度作用下脱粘  53-76
    2.2.1 推导温度变形计算式  53-60
    2.2.2 传热基础理论  60-65
    2.2.3 水化稳态温度作用  65-69
    2.2.4 非稳态热传导计算理论  69-74
    2.2.5 日照非稳态温度作用  74-76
  2.3 收缩作用下脱粘  76-81
    2.3.1 收缩机理  76-79
    2.3.2 收缩变形计算  79-81
  2.4 不密实引起的脱空  81-85
    2.4.1 质量与材料缺陷导致不密实  81-82
    2.4.2 构造与工艺缺陷导致不密实  82-83
    2.4.3 管内环境特殊性导致不密实  83-85
第3章 钢管混凝土的脱空后影响  85-95
  3.1 脱粘后的影响  85-89
    3.1.1 仅计入脱粘缝隙的影响  85-88
    3.1.2 计入截面积减小的影响  88-89
  3.2 两类脱空的影响  89-92
    3.2.1 不密实脱空的影响  89-91
    3.2.2 脱粘和不密实共同的影响  91-92
  3.3 脱空后影响的分析  92-95
第4章 钢管混凝土拱桥脱空问题的对策  95-108
  4.1 钢管混凝土脱空的检测方法  95-99
    4.1.1 有损检测方法  95-96
    4.1.2 无损检测方法  96-99
  4.2 钢管混凝土脱空的预防与治理措施  99-108
    4.2.1 既有桥梁常见修补方法  99-102
    4.2.2 新建桥梁脱空的防治方法  102-108
结论  108-109
致谢  109-110
参考文献  110-112

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁:按结构分 > 拱式桥
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